Un système d'automatisation dans les grandes profondeurs

Bauer a automatisé un appareil de forage de recherche unique pour explorer les fonds marins. Cela a été rendu possible par les composants d'automatisation B&R qui fonctionnent de manière fiable, même à 2500 mètres de profondeur.

En descendant dans l'obscurité, quatre pieds à plaque se déplient en préparation au contact avec le paysage en dessous et s'assurent que l'appareil de dix tonnes s'immobilise dans une position solide. Un appareil de forage robotisé se déploie pour sonder les couches de sédiments et de roches en dessous.

Ce qui ressemble à un atterrissage sur une planète lointaine est en fait une mission beaucoup plus proche de chez nous, bien que le terrain soit presque aussi inexploré. Il s'agit d'un appareil de forage de recherche qui prélève des échantillons du fond de l'océan à des profondeurs de près de 3 000 mètres.

Nommé MeBo 200, l'appareil est le fruit d'un projet de développement conjoint de MARUM (le Centre des sciences de l'environnement marin de l'Université de Brême) et de Bauer Maschinen GmbH. Le MeBo 200 est capable de travailler à des profondeurs allant jusqu'à 2 500 mètres, où il peut forer 200 mètres dans les fonds marins. Les échantillons de base qu'il obtient fournissent un aperçu précieux de la structure des sédiments et de la géologie des fonds marins.

Le MeBo 200 est monté dans une structure qui s'adapte parfaitement à un conteneur de 6 mètres et est transporté par un navire de recherche jusqu'à l'emplacement à étudier. À son arrivée, l'appareil de forage exploratoire est abaissé jusqu'aux fonds marins par 2 700 mètres de câble blindé en acier. Le câble est le cordage de sécurité entre le navire et le MeBo 200, lui fournissant à la fois des commandes d'alimentation et de contrôle.

Les deux premières générations de MeBo ont été utilisées avec succès dans des projets de recherche pendant de nombreuses années. Pour une utilisation commerciale dans le monde entier, Bauer souhaitait y apporter d'autres améliorations et l'équiper des éléments suivants

• Une technologie de contrôle de pointe
• Un réseau de communication étendu
• Des interfaces pour les composants d'automatisation externes
• Un système de diagnostic et de maintenance mis à jour

Bauer s'est appuyé sur B&R en tant que partenaire pour la mise à niveau de l'architecture d'automatisation. « Nous travaillons avec succès avec B&R depuis très longtemps et utilisons sa technologie dans nos appareils de forage profond depuis des décennies », explique Lothar Schirmel, de Bauer.

Afin de recueillir de façon fiable des données sur les fonds marins et de les envoyer au navire, à des kilomètres plus haut, le MeBo 200 nécessite une technologie extrêmement robuste. « À 2 500 mètres au-dessous du niveau de la mer, les conditions sont extrêmes », déclare Lothar Schirmel, « tous les composants utilisés doivent donc être robustes et fiables. C'est pourquoi nous avons choisi le système de commande mobile X90 de B&R, qui résiste facilement à ces conditions extrêmes. »

Les contrôleurs X90 sont faciles à adapter aux différents besoins à l'aide de modules en option. Pour le MeBo 200, ils ont été configurés comme contrôleurs de bus POWERLINK intelligents avec de nombreuses connexions d'E/S intégrées. Le protocole POWERLINK est transmis sur un câble à fibre optique monomode via des convertisseurs de multiplexage à répartition d'onde et reconverti lorsqu'il atteint le navire.

« Le fonctionnement fiable d'un réseau en temps réel dans ces conditions extrêmes est un défi majeur, mais en collaborant avec B&R, nous avons pu le relever. B&R a fourni des conseils d'expert dans la sélection des convertisseurs et a su exactement comment modifier les paramètres réseau pour maîtriser les interruptions de communication. C'est exactement ce que vous attendez d'un partenaire d'automatisation », ajoute Lothar Schirmel.

Toutes les données sont regroupées dans le système de commande de processus APROL de B&R, qui fonctionne sur deux unités Automation PC 910 redondantes. Trois autres PC industriels de la gamme Automation PC 3100 sont utilisés comme serveurs IHM distants.

« Depuis 2005, nous utilisons APROL comme puissante solution IHM, d'acquisition et de gestion des données dans nos appareils de forage profond de pétrole et de gaz », explique Lothar Schirmel. « Un élément clé est le stockage de données hautes performances et l'archivage à long terme d'APROL. Cela inclut le Visualiseur de tendances, qui nous permet de visualiser les données enregistrées et d'analyser les causes d'erreur. »

Auteur : Franz Rossmann, technology journalist from near Munich